Физические, физико-химические и химические процессы происходящие при промышленном производстве минеральной ваты.

Минеральная вата состоит из волокон, находящихся в стекловидном состоянии, неволокнистых включений  в виде капель затвердевшего расплава и микроскопических обломков волокон.

   Минеральную вату получают из силикатных расплавов. В шихте в процессе получения расплава (в зависимости от составляющих шихту сырьевых компанентов) при нагреве происходят следующее процессы: 

 

  1. сушка и испарением адсорбицеонной влаги (физический процесс);

  2. дегидрация  с потерей кристаллизационной и конституционной влаги ( химическая реакция в сочетании с физическими изменениями-испарением);  

  3. аморфизация  глинистых пород (физико-химический процесс);

  4. разложение молекул доломита и диссоциация карбонатов кальция и магния (химический процесс)

  5. разложение сульфатов (химический процесс);

  6. восстановление и окисление железистых, марганцовистых и других окислов в зависимости от характера атмосферы в печи(физико-химический процесс);

  7. образования новых по сравнению с первичными соединений в результате реакций в твердой фазе или воздействия жидкой фазы на твердую (химический процесс), а также полиморфного перехода из одной модификации в другую (физический процесс);

  8.плавление в случае применения однокомпонентной шихты (физический процесс) или плавление легкоплавких кусков с растворением в полученном расплаве тугоплавких кусков (физико- химический процесс);

  9. гомогенизация полученного расплава с частичным осветлением (физический процесс).

   В зависимости от вида применяемого сырья минеральную вату иногда называют каменной, шлаковой, базальтовой и д.р.

  Технологический особенности процесса плавления шихты заключается в том, что при плавлении в вагранке шихтовый «столб», включая сырьевые и коксовые «калоши», имеет  достаточную газопроницаемость и обеспечивает быстрый нагрев шихты и получения расплава необходимой вязкости: расплав должен течь как в холодной «колоше», так из летки печи. Обычно расплавы, вытекающие из летки вагранки, имеют рабочую вязкость 2-15П. При подборе состава шихты можно исходить из рабочий вязкости расплава 10 П при 1400 С.

  В отличие от вагранок из ванных печей расплав вытекает при рабочей вязкости 40-100П, а иногда и при 2.5 Па*с/м2(25П). При вязкости свыше 100П расплав из фильер течет не сплошной струей, что недопустимо.

  В шахтно-ванной печи плавят кусковую шихту, например базальт, содержащий 57 % (SiO2 + Al2O3) и около 5 % (Na2O+K2O) при температуре плавления 1350 - 1380 º С.

     В дуговых электрических печах получают расплавы, имеющие высокую температуру верхнего предела кристаллизации (выше 1750 º С), в частности идущие на изготовление высокотемпературной каолиновой и керамической ваты, содержащей 95 - 98 % (SiO2 и Al2O3 составляет 1 : 1 или 1 : 0,8, температура применения ее - 1100 - 1200 º С, а температура верхнего предела кристаллизации - более 1680 º С.

     Большое значение имеет выбор таких плавильного агрегата, режима плавки и вида сырья, при которых получалось бы наибольшее количество расплава при затрате 1 кг условного топлива теплотворностью 7000 ккал/ч. По опытным данным, в вагранках получают от 3,3 до 6, в ванных печах - от 3,15 до 3,6, в электродуговой печи - до 12,7 и в газовом плавильном агрегате - от 2,29 до 2,84 кг расплава при затрате 1 кг условного топлива. Следовательно выгодными по тепловым показателям являются электрические дуговые печи, коксогазовые и коксовые вагранки, причем последние должны работать на горячем (500 º С) дутье и иметь многоконтурную систему автоматического управления плавлением.

     При получении коалиновой ваты температура тугоплавкого алюмосиликатного расплава после подогрева в форкамере при начале формирования составляет 1930 - 2000 º С, а температура затвердевания в стекло - 1830 º С.

© 2007 ООО Металл
Создание, веб дизайн, поддержка сайтов megagroup.ru